JP2013535731A - Energy saving circuit, trunk configuration and energy saving method for mains powered equipment - Google Patents
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Abstract
本発明は、幹線系を介して提供されることのできる供給電圧(VPSE)から機器(PD)のための動作電圧(VOUT)を生成するための変換器回路(5)を有する、幹線給電される機器(PD)のためのエネルギー節約回路(6)に関する。本エネルギー節約回路(6)は、幹線系と変換器回路(5)との間の少なくとも一つの電気的接続を切断するための少なくとも一つのスイッチング要素(8)と、スイッチ・オンおよび/またはスイッチ・オフするための前記機器によって受信される制御信号に依存して少なくとも一つのスイッチング要素(8)を動作させるための少なくとも一つの制御回路(9)と、制御回路(9)に動作エネルギーを供給するための、幹線系を介して提供される電圧パルス(10、11)のエネルギーの蓄積のための少なくとも一つのエネルギー・バッファとを有する。本願はさらに、幹線構成およびエネルギー節約方法にも関する。The present invention includes a trunk circuit having a converter circuit (5) for generating an operating voltage (V OUT ) for a device (PD) from a supply voltage (V PSE ) that can be provided via the trunk system. The invention relates to an energy saving circuit (6) for a powered device (PD). The energy saving circuit (6) comprises at least one switching element (8) for disconnecting at least one electrical connection between the main system and the converter circuit (5), and switch on and / or switch Supplying at least one control circuit (9) for operating at least one switching element (8) in dependence on a control signal received by the device for turning off and operating energy to the control circuit (9) And at least one energy buffer for storing energy of voltage pulses (10, 11) provided via the trunk system. The present application further relates to trunk configuration and energy saving methods.
Description
ネットワーク給電される装置のためのエネルギー節約回路、ネットワーク構成およびエネルギー節約方法
本願は、ネットワーク給電される装置のためのエネルギー節約回路であって、ネットワークを介して提供されることのできる供給電圧から前記装置のための動作電圧を生成するための変換器回路を有するエネルギー節約回路に関する。さらに、本願は供給ユニットおよび少なくとも一つのネットワーク給電される装置を有するネットワーク構成ならびにネットワーク給電される装置のためのエネルギー節約方法に関する。
ENERGY SAVING CIRCUIT FOR NETWORKED POWERED DEVICE, NETWORK CONFIGURATION AND METHOD The invention relates to an energy saving circuit having a converter circuit for generating an operating voltage for the device. Furthermore, the present application relates to a network configuration having a supply unit and at least one network powered device, and to an energy saving method for the network powered device.
従来技術は、電気装置のリモートかつネットワークを通じた給電のためのさまざまな方法および装置を開示している。例として、「イーサネット(登録商標)を介した電力(Power over Ethernet(登録商標))」(PoE)として知られるIEEE規格802.3afは、ローカル・エリア・データ・ネットワーク(LAN)のネットワーク線を介して、約5Wから15Wの間の比較的低電力の引き出しをもつネットワーク・コンポーネントに供給電圧を供給することの実施を開示している。 The prior art discloses various methods and apparatus for powering electrical devices remotely and over a network. As an example, the IEEE standard 802.3af, known as “Power over Ethernet” (PoE), is used over a network line in a local area data network (LAN). Thus, an implementation of supplying a supply voltage to a network component having a relatively low power draw between about 5 W and 15 W is disclosed.
装置のネットワーク給電の利点は第一に、装置近辺において別個の電源ケーブルや電源ユニットをなくすことができるということである。さらに、関連する装置への電力の供給は、前記供給ユニットへの無停電電力供給によって、すべてのネットワーク給電される装置について中央集中的に防護されることができる。 The advantage of the network power supply of the device is first that a separate power cable or power unit can be eliminated in the vicinity of the device. Furthermore, the supply of power to the associated devices can be centrally protected for all network powered devices by an uninterruptible power supply to the supply unit.
図1は、ネットワーク給電される負荷(給電される装置(powered device)、PD)のリモート給電のための、問題の型の構成を示している。ネットワーク給電される装置PDはネットワーク・ケーブル1によって供給ユニット(電力源設備(Power Sourcing Equipment)、PSE)に接続されている。
FIG. 1 shows a configuration of the problem type for remote feeding of a network powered load (powered device, PD). The network-powered device PD is connected to a supply unit (Power Sourcing Equipment, PSE) by a
図示した構成では、ネットワーク・ケーブル1は二対のワイヤを有する。同時の送信(TX: transmit)および受信(RX: receive)のためにそれぞれ一対である。送信信号および受信信号はそれぞれ高周波AC電圧信号として送信される。これらの高周波AC電圧信号は、前記供給ユニットPSEのための二つのトランスによって、DC電圧上に印加される。印加されたDC電圧はネットワーク給電される装置PDのための供給電圧として使われ、その中で二つのさらなるトランスによって高周波AC電圧から単離される。
In the configuration shown, the
供給ユニットPSEは、供給電圧を与えるための電圧源2を有する。さらに、供給ユニットPSEは、電圧源2を供給ユニットPSEのトランスに選択的に接続するモニタリング回路3を有する。ネットワーク給電される装置PDは整流器4を有し、また与えられた供給電圧をネットワーク給電される装置PDのための動作電圧に変換する変換器回路5をも有する。
The supply unit PSE has a
無用な電力および伝送損失を避けるために、供給ユニットPSEは、ネットワーク給電される装置PDがネットワーク・ケーブル1に接続されているかどうかを認識する手段を有する。ネットワーク給電される装置PDが実際に供給ユニットPSEに接続されているかどうかを認識することに加えて、前記手段は、ネットワーク給電される装置PDについてのさまざまな電力クラスの一つを認識するためにも使われる。この目的に向け、モニタリング回路3は抵抗器Rの両端での供給電圧の電圧降下をモニタリングし、よって間接的に接続された装置PDの内部抵抗を決定する。抵抗器Rを流れる電流が所定の閾値より下に低下すれば、供給ユニットPSEのモニタリング回路3はネットワーク給電される装置PDがネットワーク・ケーブル1から切り離されたと想定し、スイッチング素子Sw、たとえばリレーまたは半導体スイッチング素子によって供給電圧の提供を中断する。
In order to avoid unnecessary power and transmission losses, the supply unit PSE has means for recognizing whether a network-powered device PD is connected to the
上述した構成および装置認識のための関連するプロトコルは、通例ほぼ一定の動作電流を引き出し、ネットワークの動作中スイッチ・オンされたままであるネットワーク・コンポーネントに電力を供給するのに好適である。しかしながら、ユーザー制御のもとでオン・オフにスイッチングされる端末に電力を供給するときには問題となる。 The above-described configuration and related protocols for device recognition are suitable for drawing network components that typically draw approximately constant operating current and remain switched on during network operation. However, there is a problem when supplying power to a terminal that is switched on and off under user control.
そのような端末が、スイッチ・オフされた状態またはエネルギー節約状態において所定の限界値より低い、過度に低い電力消費をもつ場合、供給装置PSEからの供給電圧は完全に中断され、結果として、前記端末はもはや、装置PDによるスイッチ・オフされた状態またはエネルギー節約状態から覚醒されることが可能でなくなる。他方、ネットワーク給電される装置の内部抵抗があまりに低くて、供給ユニットもスイッチ・オフされた状態またはエネルギー節約状態にあるネットワーク給電される装置を認識する場合には、供給ユニットは連続的に初期化シーケンスを実行する。この結果、ネットワーク給電される装置にとっても供給ユニットにとっても貧弱なエネルギー・バランスとなり、よって、可能性としてはそのような装置の動作条件が破られることになる。 If such a terminal has an excessively low power consumption in the switched off or energy saving state below a predetermined limit value, the supply voltage from the supply device PSE is completely interrupted, as a result The terminal can no longer be awakened from the switched off or energy saving state by the device PD. On the other hand, if the network-powered device's internal resistance is too low and the supply unit also recognizes a network-powered device that is switched off or in an energy-saving state, the supply unit is continuously initialized. Run the sequence. This results in a poor energy balance for both the network-powered device and the supply unit, thus possibly violating the operating conditions of such a device.
したがって、上述した問題を完全にまたは部分的に解決する、ネットワーク給電される装置のためのエネルギー節約回路を記述することが本発明の一つの目的である。さらに、ねらいは、エネルギーの点で十分な仕方でネットワーク給電される装置に電力を供給するのに好適なネットワーク構成を記述することである。最後に、ねらいは、ネットワーク給電される装置のためのエネルギー節約方法を規定することである。 Accordingly, it is an object of the present invention to describe an energy saving circuit for a network powered device that completely or partially solves the above-mentioned problems. Furthermore, the aim is to describe a network configuration suitable for supplying power to devices that are network powered in a manner sufficient in terms of energy. Finally, the aim is to define an energy saving method for network powered devices.
上述した目的は、ネットワーク給電される装置のためのエネルギー節約回路であって、ネットワークを介して提供されることのできる供給電圧から前記装置のための動作電圧を生成するための変換器回路を有するエネルギー節約回路に関する。本エネルギー節約回路は、前記ネットワークと前記変換器回路との間の少なくとも一つの電気的接続を遮断する少なくとも一つのスイッチング要素と、前記装置から受領されるスイッチ・オンおよび/またはスイッチ・オフするための制御信号に基づいて前記少なくとも一つのスイッチング要素を作動させる少なくとも一つの制御回路と、前記制御回路に動作電力を供給するために、前記ネットワークを介して提供される電圧パルスからのエネルギーを蓄えるための少なくとも一つのエネルギー・バッファとを有する。 The object mentioned above is an energy saving circuit for a network powered device, comprising a converter circuit for generating an operating voltage for said device from a supply voltage that can be provided over the network. It relates to an energy saving circuit. The energy saving circuit includes at least one switching element that interrupts at least one electrical connection between the network and the converter circuit, and for switching on and / or switching off received from the device. At least one control circuit for actuating the at least one switching element based on a control signal, and for storing energy from voltage pulses provided via the network to supply operating power to the control circuit. At least one energy buffer.
前記変換器回路とはほぼ独立して動作させることのできる制御回路を設けること、および、前記制御回路に動作電力を供給するために、前記ネットワークを介して提供される電圧パルスをエネルギー・バッファにバッファリングすることは、スイッチ・オフされた状態またはエネルギー節約状態にあるネットワーク給電される装置のネットワーク給電をなくすことができるということを意味する。このようにして、スイッチ・オフされた状態またはエネルギー節約状態にあるネットワーク給電される装置によって引き出される電力は、ネットワーク給電や装置側での作動および作動停止という利点をなくす必要なしに、ほぼゼロまで下げることができる。ネットワーク給電される装置に電力を供給するために使われる供給ユニットは、スイッチング要素が開いているときにはもはや、高い内部抵抗のために前記装置を認識することはできなくなる。これは、初期化シーケンスも実行されないということを意味する。 In order to provide a control circuit that can be operated almost independently of the converter circuit, and to supply operating power to the control circuit, voltage pulses provided via the network are supplied to an energy buffer. Buffering means that network power can be eliminated for network powered devices that are switched off or in an energy saving state. In this way, the power drawn by a network powered device that is switched off or in an energy saving state can be nearly zero without having to eliminate the advantages of network power and device activation and deactivation. Can be lowered. The supply unit used to supply power to the network-powered device can no longer recognize the device due to the high internal resistance when the switching element is open. This means that no initialization sequence is performed.
ある好ましい洗練によれば、エネルギー・バッファはコンデンサの形である。ここで、バッファ・キャパシタンスは制御回路に所定の時間期間にわたって動作電力を供給するのに十分である。エネルギー・バッファとしてコンデンサを設けることは、特に安価であり、同時に、ネットワーク給電される装置において、再充電可能型バッテリーに見られるような危険な物質をなしですませることを許容する。この場合、コンデンサのキャパシタンスは、通例標準によってあらかじめ決定されているネットワークを介して提供される電圧パルス間の周期に対して、設定されることができる。 According to one preferred refinement, the energy buffer is in the form of a capacitor. Here, the buffer capacitance is sufficient to supply operating power to the control circuit for a predetermined period of time. Providing a capacitor as an energy buffer is particularly inexpensive and at the same time allows the use of dangerous materials such as those found in rechargeable batteries in network powered devices. In this case, the capacitance of the capacitor can be set with respect to the period between voltage pulses, usually provided via a network that is predetermined by the standard.
あるさらなる有利な洗練によれば、前記少なくとも一つのスイッチング要素は、ゼロ電流を動作する半導体スイッチング要素の形、特にMOSFETの形である。MOSFETまたは同様のスイッチング要素の使用は、当該スイッチング要素のスイッチ・オンされたおよび/またはスイッチ・オフされた状態が、動作電流を要求することなく、制御回路によって保持されることを許容する。 According to a further advantageous refinement, said at least one switching element is in the form of a semiconductor switching element that operates zero current, in particular a MOSFET. The use of a MOSFET or similar switching element allows the switched element's switched on and / or switched off state to be maintained by the control circuit without requiring operating current.
上述した目的は、同様に、ネットワーク給電される装置を認識してこれに供給電圧を供給する供給ユニットと、上述した洗練の一つに基づくエネルギー節約回路を有する少なくとも一つのネットワーク給電される装置と、前記供給ユニットおよび前記少なくとも一つのネットワーク給電される装置を相互に接続する少なくとも一つのネットワーク・ケーブルとを有するネットワーク構成によって達成される。 The object described above is likewise a supply unit for recognizing a network-powered device and supplying a supply voltage thereto, and at least one network-powered device having an energy saving circuit based on one of the above-mentioned refinements. And at least one network cable interconnecting the supply unit and the at least one network powered device.
そのような構成は装置のネットワーク給電のための既知の規格に準拠する。ネットワーク給電される装置だけが、上記のようなエネルギー節約回路を設けられる必要がある。他方、供給ユニットまたはネットワーク・ケーブルへの変更は必要ない。 Such a configuration complies with known standards for network powering of devices. Only devices that are powered by the network need be provided with an energy saving circuit as described above. On the other hand, no changes to supply units or network cables are necessary.
上述した目的は、以下の段階を含むネットワーク給電される装置のためのエネルギー節約方法によっても達成される:
・ネットワークを介して提供される電圧パルスからの電力がエネルギー・バッファに蓄えられる、
・エネルギー・バッファに蓄えられた電力で制御回路が動作させられる、
・ネットワーク給電される装置をスイッチ・オンするための第一の装置側制御信号が制御回路によって認識される、
・前記ネットワークと、前記ネットワーク給電される装置の変換器回路との間の電気的接続をなすために、制御回路によってスイッチング要素が作動される。
The above mentioned objects are also achieved by an energy saving method for a network powered device that includes the following steps:
Power from voltage pulses provided via the network is stored in the energy buffer,
The control circuit is operated with the power stored in the energy buffer,
A first device-side control signal for switching on a network-fed device is recognized by the control circuit;
A switching element is activated by a control circuit to make an electrical connection between the network and the converter circuit of the network-powered device.
上述した方法段階は、前記電気装置の変換器回路がネットワークから電気的に絶縁されているときであってもスイッチ・オンするための制御信号があるかどうかネットワーク給電される装置を連続的にモニタリングすることを許容する。これは、前記電気装置がさらなる電力をネットワークから引き出していない静穏状態またはエネルギー節約状態においてでさえ、前記エネルギー装置が再作動されることが可能であるということを意味する。 The method steps described above continuously monitor a network powered device for a control signal to switch on even when the converter circuit of the electrical device is electrically isolated from the network. Allow to do. This means that the energy device can be reactivated even in a quiet or energy saving state where the electrical device is not drawing further power from the network.
さらなる有利な諸洗練は以下に記述される例示的な実施形態および従属請求項において開示される。 Further advantageous refinements are disclosed in the exemplary embodiments and the dependent claims described below.
図2は、図1を参照してすでに述べたようなネットワーク構成において使うエネルギー節約回路6を示している。 FIG. 2 shows an energy saving circuit 6 for use in a network configuration as already described with reference to FIG.
エネルギー節約回路6は、二つの供給線7aおよび7bによってネットワーク構成に接続される。これらの供給線は、図2には示さない供給ユニットPSEからの供給電圧VPSEを提供するために使われる。前記装置は供給電圧VPSEの極性を知らない。これは、第一の供給線7aと第二の供給線7bとの間に整流器BR1が接続されていることを意味する。供給電圧VPSEが加えられるとき、整流器BR1は、36ないし57Vの範囲のDC電圧VPD、特にIEEE規格802.3afおよび802.3atのための44Vまたは48Vを提供する。この電圧は、下流の変換器回路5と並列に配置されている平滑化コンデンサC1に充電するために使われる。ネットワーク給電される装置PDの検出を乱さないよう、平滑化コンデンサは好ましくは120nFより低いキャパシタンスをもつ。
The energy saving circuit 6 is connected to the network configuration by two
平滑化コンデンサC1および変換器回路5によって表される電気的負荷を供給線7aおよび7bから絶縁できるよう、整流器BR1のグラウンド接続GNDと平滑化コンデンサC1または変換器回路5の負接続との間にスイッチング要素8が設けられる。このスイッチング要素8は、これらの点の間の電気的接続を断つために使うことができる。いうまでもなく、切断は別の点でも可能である。今の例示的な実施形態では、スイッチング要素8は通常オフのMOSFET S1である。したがって、変換器回路5は、MOSFET S1の制御入力が加えられたスイッチング電圧をもつ場合にのみ、整流器BR1に接続される。
Between the ground connection GND of rectifier BR1 and the negative connection of smoothing capacitor C1 or
スイッチング要素8のための関連するスイッチング電圧を提供するために、エネルギー節約回路6はさらに制御回路9を有する。今の例示的な実施形態では、制御回路9は二つの部分において示されており、特に、電圧調整器および回路が付随しているマイクロコントローラ9aと、二次側からの制御信号を結合するためのトランス9bとを有する。マイクロコントローラ9aおよびトランス9bを有する二部構成の代わりに、離散回路を使うことも可能なのはもちろんである。
In order to provide an associated switching voltage for the
少なくとも制御回路9のマイクロコントローラ9aに動作電圧を一定して供給するため、変換器回路BR1のグラウンド出力GNDおよび二つの供給線7aおよび7bの間にはコンデンサC2の形のエネルギー・バッファが接続されている。この場合、今の例示的な実施形態におけるコンデンサC2の下側の接続は供給線7aまたは供給線7bからの正の電圧成分を、ダイオードD1またはD2を介して供給される。上側の負荷経路における整流器回路BR1の洗練度およびアクセスしやすさに依存して、整流が、ダイオードD1およびD2によるのではなく、整流器BR1によって実施されることも可能である。
In order to supply at least a constant operating voltage to the
コンデンサC2は、マイクロコントローラに電力を供給する準備ができた十分な電荷を保持するよう、「イーサネット(登録商標)を通じた電力」(PoE)規格で検出パルスとして知られるものによって充電されるような寸法にされる。例として、PoE規格は、供給ユニットPSEによって規則的に提供される、2.7ないし10Vの間の電圧パルスについての規定をもつ。この規格に基づくと、相続くパルス間の最小オフ時間は少なくとも2sである。よって、たとえば100nFのキャパシタンスの場合、たとえば25nAの電流引き出しをもつ特にエネルギー節約のマイクロプロセッサに、連続的に動作電圧を供給することが可能になる。 Capacitor C2 is charged by what is known as a detection pulse in the “Power over Ethernet” (PoE) standard to hold enough charge ready to power the microcontroller Dimensioned. As an example, the PoE standard has provisions for voltage pulses between 2.7 and 10 V, which are regularly provided by the supply unit PSE. Based on this standard, the minimum off time between successive pulses is at least 2 s. Thus, for example with a capacitance of 100 nF, it is possible to supply the operating voltage continuously to a particularly energy saving microprocessor with a current draw of, for example, 25 nA.
今の例示的な実施形態における具体的な信号伝達について、図3に示されるフローチャートおよび図4に示される電圧プロファイルを参照して以下でより詳細に述べる。 Specific signaling in the present exemplary embodiment is described in more detail below with reference to the flowchart shown in FIG. 3 and the voltage profile shown in FIG.
最初は、ネットワーク給電される装置PDはスイッチ・オフ状態にある。この状態において、スイッチング要素8は開いている。これは、変換器回路5が電気機器に対して電力を供給するためのいかなる動作電圧も提供しないことを意味する。この動作状態では、供給ユニットPSEは、規格に従って電圧源2を供給線7aおよび/または7bから絶縁する。
Initially, the network-powered device PD is switched off. In this state, the switching
しかしながら、この動作状態では、検出パルス10として知られるものが供給ユニットPSEによって規則的に提供されている。検出パルス10の特性は図4に示されている。検出パルス10はダイオードD1およびD2および整流器BR1の諸部分によって整流され、コンデンサC2を充電するために使われる(ステップ31)。
However, in this operating state, what is known as a
この動作フェーズでは、エネルギー節約回路6は、所定の限界値、たとえば33kΩより高い内部抵抗をもつ。したがって、モニタリング回路3は、ネットワーク給電される装置PDが供給ユニットPSEに接続されていることを認識せず、自分も次の検出パルス10が放出されるまでエネルギー節約状態にはいる。
In this operating phase, the energy saving circuit 6 has an internal resistance higher than a predetermined limit value, for example 33 kΩ. Therefore, the
二次側のスイッチ・オン信号がトランス9bを介して受信されると、制御回路9のマイクロコントローラ9aが作動される(ステップ32)。スイッチ・オン信号は制御回路9のためのトリガー・パルスとして使われる。例として、ネットワーク給電される装置PD上で二次側に配置されたスイッチ・オン押しボタン・スイッチを押すことに関わってもよい。
When the secondary switch-on signal is received via the
そのようなスイッチ・オン制御信号が存在するとき、制御回路9は、適切な制御電圧を加えることによってスイッチング要素8をアクティブ化する(ステップ33)。よって、変換器回路5は供給線7aおよび7bに、およびエネルギー節約回路6に接続される。
When such a switch-on control signal is present, the
次の検出パルス10が受信されるとき、変換器回路5は、使用されるプロトコルの基礎になっているログ記録に従って反応する。これはつまり、供給ユニットPSEのモニタリング回路3が装置PDの接続を認識できるということである。特に、供給線7aおよび7bを介しての電流の流れの上昇の結果、抵抗器Rの両端に比較的大きな電圧降下が生じる(ステップ34)。例として、ネットワーク給電される装置PDは、PoE規格に基づき、この動作フェーズにおいて、15ないし33kΩの範囲の内部抵抗をもつ。
When the
検出成功への反応として、供給ユニットPSEは次に一つまたは複数の「分類パルス」11をネットワーク給電される装置PDに送る。すると供給ユニットPSEのモニタリング回路3がネットワーク給電される装置PDによる電流引き出しを判別する。たとえば装置PDについて四つの可能な電力クラスの一つを判別するためである。
In response to successful detection, the supply unit PSE then sends one or more “classification pulses” 11 to the network-powered device PD. Then, the
電力クラスの信号伝達成功後にはじめて、供給ユニットPSEは、スイッチ・オン・フェーズ12において、たとえば44ないし48Vの間の供給電圧VPSEをアクティブ化する。この状態において、供給ユニットPSEおよびネットワーク給電される装置PDの両方は完全にスイッチ・オンされた状態にある。この動作状態において、変換器回路5を供給線7aおよび7bに恒久的に接続するために、制御回路9は、スイッチング要素8のための作動信号を所定の値に保持する。
Only after successful power class signaling, in the switch-on
ネットワーク給電される装置PDが再び供給線7aおよび7bから絶縁される必要があるときは、ネットワーク給電される装置PDの二次側が好適な切断信号を制御回路9に信号伝達する。例として、これは、ソフトウェアまたはハードウェアによって生成される切断信号に関わるものでもよい。制御回路9の第二の回路部分9bが切断信号を認識する(ステップ35)とすぐ、変換器回路5は供給線7aおよび7bから絶縁され(ステップ36)、よってスイッチング要素8が開かれるおかげで非アクティブ化される。ネットワーク給電される装置は切断される。
When the network-powered device PD needs to be isolated from the
その後、供給ユニットPSEは、その供給出力における内部抵抗の上昇を認識し、次いで供給電圧VPSEの提供を非アクティブ化する。よって、供給ユニットPSEも、上記のように、検出パルス10のみが所定の時間間隔で放出されるエネルギー節約状態にはいることができる。よって、供給ユニットPSEおよびネットワーク給電される装置PDは再び、非常に低い電力引き出し状態にある。その結果、待機状態として知られる状態におけるエネルギー効率に関する現行および将来の諸規格の要求を遵守できる。
Thereafter, the supply unit PSE recognizes the increase in internal resistance at its supply output and then deactivates the supply of the supply voltage V PSE . Therefore, the supply unit PSE can enter an energy saving state in which only the
上記の回路構成および方法は、ユーザー制御のもとでスイッチ・オンおよびオフされる端末に電力を供給するために特に好適である。そのような装置は特に、単に、スクリーン・マスクを表示するためのグラフィック・チップと、キーボード、マウスおよび同様の入力装置を接続するための単純なインターフェース接続とを有する、ゼロ・クライアントとして知られるものである。この場合、実際の計算能力は中央で運用されるサーバー・システムによって提供される。ネットワークを介して特に効率的にリモート給電もされるそのような最小限の設計の端末ユニットの使用は、特に、中間規模およびより大規模な企業ネットワークのエネルギー効率を特に改善することを許容する。この場合、各ユーザーは、単一ステーション・コンピュータから既知のように、自分の端末を個々にスイッチ・オンまたはオフすることができる。 The above circuit arrangement and method are particularly suitable for supplying power to terminals that are switched on and off under user control. Such devices are particularly known as zero clients, which simply have a graphic chip for displaying a screen mask and a simple interface connection for connecting a keyboard, mouse and similar input devices. It is. In this case, the actual computing power is provided by a centrally operated server system. The use of such a minimally designed terminal unit that is also remotely powered particularly efficiently over the network allows in particular to improve the energy efficiency of medium and larger enterprise networks in particular. In this case, each user can individually switch his or her terminal on or off, as is known from a single station computer.
前述したエネルギー節約回路および関連する方法は、リモート給電する装置のための種々の規格における使用のためにも等しく好適である。この場合、回路の動作について唯一の重要な側面は、電圧パルスが多少なりとも規則的に、ネットワーク給電される装置を接続するために使われるネットワーク線を介して送信されるということである。 The energy saving circuits and associated methods described above are equally suitable for use in various standards for remotely powered devices. In this case, the only important aspect of the circuit operation is that the voltage pulses are transmitted more or less regularly over the network line used to connect the network powered devices.
これは必ずしも、PoE規格に基づく検出パルス10に関わる必要はない。エネルギー・バッファC2に充電するためのネットワーク・プロトコルからの他のまたは追加的なデータ、信号伝達または供給パルスを使うことも考えられる。特に、供給ユニットも分類パルスを規則的に放出するまたは一時的に開始フェーズにはいるならば、制御回路として使用される比較的強力なマイクロコントローラが、十分な動作電圧を提供されることができる。
This is not necessarily related to the
本発明に基づく方法のためには、リモート給電が図1に示されるように、データを信号伝達するためのワイヤ対自身を介して実施されるか、ネットワーク線の別個のワイヤ対を介して実施されるかも重要ではない。 For the method according to the invention, the remote power supply is performed via the wire pair itself for signaling data or via a separate wire pair of network lines as shown in FIG. It may not be important.
1 ネットワーク・ケーブル
2 電圧源
3 モニタリング回路
4 整流器
5 変換器回路
6 エネルギー節約回路
7 供給線
8 スイッチング要素
9 制御回路
10 検出パルス
11 分類パルス
12 スイッチ・オン・フェーズ
PSE 供給ユニット
PD ネットワーク給電される装置
S1 MOSFET
C1、C2 コンデンサ
BR1 整流器
D1、D2 ダイオード
R 抵抗器
Sw スイッチング要素
VPSE 供給電圧
VPD DC電圧
VOUT 動作電圧
DESCRIPTION OF
PSE supply unit
PD network powered device
S1 MOSFET
C1, C2 capacitors
BR1 Rectifier
D1, D2 diode
R resistor
Sw switching element
V PSE supply voltage
V PD DC voltage
V OUT operating voltage
Claims (11)
・前記ネットワークと前記変換器回路との間の少なくとも一つの電気的接続を遮断する少なくとも一つのスイッチング要素と、
・前記装置から受領されるスイッチ・オンおよび/またはスイッチ・オフするための制御信号に基づいて前記少なくとも一つのスイッチング要素を作動させる少なくとも一つの制御回路と、
・前記制御回路に動作電力を供給するために、前記ネットワークを介して提供される電圧パルス(10、11)からのエネルギーを蓄えるための少なくとも一つのエネルギー・バッファとを有する、
エネルギー節約回路。 An energy-saving circuit for the network-powered device, comprising a converter circuit (5) for generating an operating voltage for the network-powered device from a supply voltage that can be provided over the network 6) With:
At least one switching element that interrupts at least one electrical connection between the network and the converter circuit;
At least one control circuit for activating the at least one switching element based on a control signal received from the device for switching on and / or switching off;
At least one energy buffer for storing energy from voltage pulses (10, 11) provided via the network to supply operating power to the control circuit;
Energy saving circuit.
・請求項1ないし4のうちいずれか一項記載のエネルギー節約回路を有する少なくとも一つのネットワーク給電される装置と、
・前記供給ユニットおよび前記少なくとも一つのネットワーク給電される装置を相互に接続する少なくとも一つのネットワーク・ケーブルとを有する、
ネットワーク構成。 A supply unit for recognizing a network-fed device and supplying a supply voltage thereto;
At least one network powered device comprising an energy saving circuit according to any one of claims 1 to 4;
Having at least one network cable interconnecting the supply unit and the at least one network powered device;
Network configuration.
・ネットワークを介して提供される電圧パルス(10、11)からの電力がエネルギー・バッファに蓄えられる段階と、
・前記エネルギー・バッファに蓄えられた電力で制御回路が動作させられる段階と、
・前記ネットワーク給電される装置をスイッチ・オンするための第一の装置側制御信号が前記制御回路によって認識される段階と、
・前記ネットワークと、前記ネットワーク給電される装置の変換器回路との間の電気的接続をなすために、前記制御回路によってスイッチング要素が作動される段階とを含む、
エネルギー節約方法。 An energy saving method for a network powered device (PD) comprising:
The power from the voltage pulses (10, 11) provided via the network is stored in the energy buffer;
The control circuit is operated with the power stored in the energy buffer;
A first device side control signal for switching on the network powered device is recognized by the control circuit;
-A switching element is actuated by the control circuit to make an electrical connection between the network and a converter circuit of the network-powered device;
Energy saving method.
前記電気的接続がなされたのち、次の段階、すなわち:
・前記変換器回路によって検出パルスが認識される段階と、
・前記ネットワーク内の供給ユニットによって前記電気装置(PD)の電力クラスが認識される段階と、
・前記供給ユニットによって前記ネットワークを介して供給電圧が提供される段階と、
・前記ネットワークを介して提供される前記供給電圧から前記変換器回路によって、前記装置(PD)を動作させるための動作電圧(VOUT)が生成される段階とをさらに含む、
エネルギー節約方法。 The energy saving method according to claim 9, comprising:
After the electrical connection is made, the next step is:
A detection pulse is recognized by the converter circuit;
The power unit of the electrical device (PD) is recognized by a supply unit in the network;
Providing a supply voltage via the network by the supply unit;
Generating an operating voltage (V OUT ) for operating the device (PD) by the converter circuit from the supply voltage provided via the network;
Energy saving method.
・前記ネットワーク給電される装置(PD)をスイッチ・オフするための第二の装置側制御信号が前記制御回路によって認識される段階と、
・前記ネットワークと、前記電気装置(PD)の前記変換器回路との間の前記電気的接続を切断するために、前記制御回路によって前記スイッチング要素が作動される段階とを含む、
エネルギー節約方法。 11. An energy saving method according to claim 9 or 10, comprising the following additional steps:
A second device side control signal for switching off the network powered device (PD) is recognized by the control circuit;
The switching element is actuated by the control circuit to disconnect the electrical connection between the network and the converter circuit of the electrical device (PD);
Energy saving method.
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